(安徽財經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院,安徽 蚌埠233030)
概率論與數(shù)理統(tǒng)計是研究隨機現(xiàn)象數(shù)量規(guī)律的一門數(shù)學(xué)學(xué)科。這門課是全國高等院校數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程,也是理學(xué)、工學(xué)、經(jīng)濟學(xué)和管理學(xué)專業(yè)的必修課程,是全國碩士研究生考試時數(shù)學(xué)試卷的重要內(nèi)容,占到總分值的22%左右。同時,作為與現(xiàn)實聯(lián)系較緊密的一個數(shù)學(xué)分支,概率論與數(shù)理統(tǒng)計的知識對于畢業(yè)生的具體工作是比較有用的。概率統(tǒng)計理論與方法的應(yīng)用幾乎遍及所有科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟的各個部門中。例如:天氣預(yù)報、水文預(yù)測、產(chǎn)品驗收,新藥品的臨床試驗,都要用到概率論知識,同時涉及有關(guān)數(shù)據(jù)的采集、處理和分析。法國數(shù)學(xué)家拉普拉斯說:“生活中最重要的問題,其中絕大多數(shù)在實質(zhì)上只是概率的問題?!盵1]而當(dāng)前比較普遍的現(xiàn)象是多數(shù)大學(xué)畢業(yè)生一旦畢業(yè)超過3-5年,就會把課堂所學(xué)的數(shù)學(xué)知識幾乎忘得一干二凈。深層次的原因是學(xué)生在學(xué)習(xí)時沒有理解各種理論和方法的產(chǎn)生背景,從而不能了解其應(yīng)用前景,也就是說,不能理論聯(lián)系實際。這就需要教師在教學(xué)方法上進行改革以增加課程的趣味性,使學(xué)生在濃厚的興趣中學(xué)習(xí)和掌握概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基本概念、基本方法和基本結(jié)論。
魯迅關(guān)于治學(xué)的一個突出見解是:治學(xué)要先治史。這是讀書的途徑,也是治學(xué)的方法。對學(xué)術(shù)史的梳理有助于學(xué)生了解各種思想和方法的起源和演化,有利于初學(xué)者提綱挈領(lǐng),在較短的時間內(nèi)迅速掌握學(xué)科結(jié)構(gòu)和框架[2]。從這個意義上說,學(xué)術(shù)史是我們?nèi)腴T進學(xué)的臺階。不過,現(xiàn)代數(shù)學(xué)教材的內(nèi)容是按照數(shù)學(xué)內(nèi)在邏輯編排的,雖然邏輯嚴(yán)謹(jǐn),但卻將學(xué)科發(fā)展軌跡抹得一干二凈。受限于課時,單獨開一門有關(guān)概率論與數(shù)理統(tǒng)計的學(xué)術(shù)史課程有一定難度,這就要求教師在授課時適當(dāng)穿插學(xué)術(shù)史的內(nèi)容,既能調(diào)節(jié)課堂氣氛,也能刺激學(xué)生觸類旁通。
術(shù)語(terminology)是在特定學(xué)科領(lǐng)域用來表示概念的稱謂的集合。同一對象專業(yè)稱謂的變化與學(xué)科進步息息相關(guān)。比如正態(tài)分布名稱的確定就一波三折。
通過對正態(tài)分布命名的回顧,可以使學(xué)生深入了解正態(tài)分布的性質(zhì)及應(yīng)用價值。
當(dāng)我們回顧歷史時,如果要尋找那些對概率論和數(shù)理統(tǒng)計至少做過一項確定貢獻的人,上百個名字會擁向前來,迫切要求我們以言辭使他們免于湮滅,但這個任務(wù)無疑是過于繁重了。實際上,只要認(rèn)出了其中的主要人物,并結(jié)合這些大師所處時代中出現(xiàn)的一些主要問題為背景,學(xué)科的發(fā)展進程就歷歷在目了。在講述參數(shù)估計內(nèi)容時,可以通過討論皮爾遜和費歇爾之爭讓學(xué)生更好地理解點估計的評價標(biāo)準(zhǔn)。
皮爾遜于1894年提出了矩法,費希爾則于1912年提出了極大似然估計。兩種方法用途相同,提出者都是大家,難免有個“一爭高下”的問題。費歇爾首先發(fā)難,發(fā)表了好幾篇文章批評矩法,皮爾遜一開始置之不理,可能是沒把它當(dāng)回事,畢竟,早期的論證是很粗糙的。但費歇爾1922年的文章證明了極大似然估計量的漸進方差為費歇爾信息量的倒數(shù),而矩估計的方差大于它,因而不是有效的。這個證據(jù)相當(dāng)?shù)挠辛ΑF栠d做出了回應(yīng),卻也拿不出令人信服的理由來為矩法辯護。但皮爾遜還是不能接受費歇爾的論點,因為矩法是否成立關(guān)系到以他為代表的整個舊統(tǒng)計學(xué)大廈。20世紀(jì)新統(tǒng)計學(xué)之區(qū)別于19世紀(jì)舊統(tǒng)計學(xué),重視小樣本是一個標(biāo)志。皮爾遜研究的主要是生物統(tǒng)計,由于生物數(shù)據(jù)一般都是大樣本的,采用具有一致性的矩法是合理的。費歇爾早期的很多研究數(shù)據(jù)都是來自于人工控制的農(nóng)業(yè)實驗,由于試驗數(shù)據(jù)量一般不大,所以他更加推崇極大似然法。
經(jīng)典問題對于一個學(xué)科的發(fā)展有著不可估量的影響。我們知道,李嘉圖學(xué)派因為不能解釋“等量資本帶來等量利潤”現(xiàn)象而解體,對該問題的不同解釋誕生了馬克思政治經(jīng)濟學(xué)和古典經(jīng)濟學(xué)(以穆勒等人為代表)。而概率論學(xué)科的誕生受益于“分賭本問題”的解決。因此,在講解古典概率時適當(dāng)介紹“分賭本問題”有助于學(xué)生理解各類解題技巧。
“分賭本問題”大致可以如下描述:A,B二人賭博,各下注a元。每局各人獲勝概率都是,約定:誰先勝S局,即贏得全部賭本2a元?,F(xiàn)進行到A勝S1局,B勝S2局 (S1和S2都小于S)時賭博因故停止,問此時注金2a應(yīng)如何分配給A和B,才算公平?
(一)缺少參考教材。目前流行的參考書是陳希孺教授著的《數(shù)理統(tǒng)計學(xué)簡史》,概率論史是作為數(shù)理統(tǒng)計學(xué)前史的,主要涉及到古典時期西歐的幾個重要人物,如棣莫弗、伯努利、帕斯卡、費馬等。至于后期的彼得堡學(xué)派、莫斯科學(xué)派,著墨不多。而在現(xiàn)有的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》的“概率論”部分,俄國數(shù)學(xué)家的貢獻其實占到了1/2以上。從市場流行的有關(guān)概率論發(fā)展史教材雖然也能找到相關(guān)內(nèi)容,但其質(zhì)量無法與《數(shù)理統(tǒng)計學(xué)簡史》相媲美,很難做到背景、思想和方法的無縫結(jié)合,只能依靠任課老師不斷提高個人的數(shù)學(xué)修養(yǎng),融會貫通后再講授給學(xué)生。
(二)課時有限?!陡怕收撆c數(shù)理統(tǒng)計》是大學(xué)本科數(shù)學(xué)教育的集成,除了典型的概率論知識和統(tǒng)計學(xué)知識外,本課程的多元隨機變量內(nèi)容大量使用二重積分和矩陣,在極限理論要用到一些微積分的極限知識。學(xué)生在學(xué)習(xí)《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》的同時還需要回顧相關(guān)的微積分和線性代數(shù)知識。因此,對于本科生來說,《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》的學(xué)習(xí)任務(wù)重,課程緊。如果要穿插學(xué)術(shù)史教育,則勢必會擠占正常教學(xué)時間。而受限于課時,很難將“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程分解為“概率論”和“數(shù)理統(tǒng)計”兩門課來上,只能適當(dāng)增加課時,如每周5節(jié)課增加到6節(jié)課。
(三)缺少國內(nèi)統(tǒng)計學(xué)科專門史內(nèi)容。老一輩的許寶騄教授在數(shù)理統(tǒng)計和概率論領(lǐng)域的成就是多方面的,屬于世界級的統(tǒng)計學(xué)家,至今“許方法”仍被認(rèn)為是解決檢驗問題的最實用方法。Springer評價說:“許寶騄是20世紀(jì)最淵博、最有創(chuàng)造性的統(tǒng)計學(xué)家之一?!盵3]最近二十年來,華人統(tǒng)計學(xué)家在國際統(tǒng)計學(xué)界風(fēng)頭很盛,有6位大陸赴美學(xué)者獲得了有統(tǒng)計學(xué)界“諾貝爾獎”之稱的COPSS獎。其中的范劍青已經(jīng)在國際數(shù)學(xué)家和統(tǒng)計學(xué)家排名第二(按1991-2001文章引用次數(shù))。以上內(nèi)容在教材中是很難看到的,更多的是來自各類評論,學(xué)生不易接觸到,只能依靠老師平時多聽多看并加以整理。
參考文獻: